RRS1调控CENPK在结直肠癌发生发展中的作用及机制研究

Colorectal cancer is a common digestive malignancy. Although numerous treatment strategies emerge, there is still lacking of effective therapeutic and diagnostic targets. Regulator of Ribosome Synthesis 1 (RRS1) is a regulator of intracellular regulatory ribosome synthesis. We previously found that RRS1 was highly expressed in colorectal cancer, and its expression was associated with the prognosis and the malignancy of colorectal cancer. Knockdown of RRS1 led to suppressed proliferation and growth of colorectal cancer cells, and down-regulation of CENPK. In addition, CENPK silencing inhibited the proliferation of colorectal cancer cells and the expression of stem-related factors SOX2, 4 and 9. Therefore, we hypothesize that RRS1 may participate in the development and progression of colorectal cancer through regulating CENPK-SOX signaling pathways. This study aims to investigate the role of RRS1, CENPK and SOX-related gene in the development of colorectal cancer and to explore the molecular mechanisms whereby RRS1 up-regulates CENPK-SOX2,4,9 through molecular biology, tumor biology, animal model and bioinformatics. Based on this study, we could evaluate the significance of RRS1 and CENPK as potential diagnostic and therapeutic targets of colorectal cancer. This study might help provide a new target and theoretical basis for the molecular diagnosis and treatment of colorectal cancer.

结直肠癌是消化系统常见恶性肿瘤，尽管新的治疗技术不断涌现，但仍然缺乏有效的诊断靶标和治疗靶点。RRS1是细胞内调控核糖体合成的调节蛋白，前期研究发现RRS1在结直肠癌中高表达且与肿瘤的预后及恶性程度相联系。敲低RRS1能抑制结直肠癌细胞的增殖和生长，且CENPK表达下调。此外，沉默CENPK降低结直肠癌细胞的增殖能力，抑制细胞干性相关因子SOX2、4和9的表达。因此可推测RRS1可能通过CENPK，继而在细胞质内激活SOX相关信号通路，最终对肿瘤的发生发展进行调控。本项目拟运用分子生物学、肿瘤生物学、动物模型及生物信息学等手段，研究RRS1和CENPK及SOX相关基因的表达在结直肠癌发生发展过程中的意义。同时进一步探讨RRS1调控CENPK,CENPK调控SOX2、4、9的分子机制。评估RRS1、CENPK作为结直肠癌诊断和治疗靶点的价值，以期为结直肠癌的分子诊断治疗提供新靶点和理论依据。

结直肠癌（CRC）是消化系统常见的恶性肿瘤。鉴定新的CRC诊断和预后生物标志物是一项关键的研究任务。因此，探索CRC增殖侵袭的分子机制，筛选新的有效治疗靶点是提高CRC治疗效果的重要途径。.前期研究发现RRS1在CRC中高表达且与肿瘤的预后及恶性程度相关，敲低RRS1能抑制CRC细胞的增殖和生长，且CENPK表达下调，为了进一步探索CENPK对CRC细胞的调控作用。首先用免疫组织化学方法发现CENPK在癌组织中的表达显著高于癌旁组织，阳性表达差异倍数为2.61倍。CENPK表达与癌组织中T分期、N分期和临床分期呈正相关。因此CENPK可以作为CRC的有效诊断标志物。.其次，在CRC细胞中使用慢病毒介导的敲低实验对CENPK基因表达进行沉默，观察CENPK基因对CRC生物学特性的影响。结果显示与CENPK阴性对照组相比，慢病毒介导的CENPK shRNA干扰组的异种移植瘤出现明显延迟、生长速度减慢、最终肿瘤重量和体积减低。在细胞实验中，敲低CENPK可以抑制RKO细胞的增殖；慢病毒介导的CENPK shRNA干扰抑制了RKO和HCT116细胞的增殖。因此，CENPK可以影响CRC细胞的增殖、侵袭及凋亡。.最后，根据实验芯片结果及结合生信分析，发现CENPK可能通过调节FBX32、CUL4A、YAP1等基因的表达在CRC中发挥作用。然后使用Western blot和qPCR检测显示FBX32的表达上调，CUL4A和YAP1下调。进一步采用MTT法检测细胞增殖情况发现，慢病毒介导的CENPK shRNA干扰抑制了RKO和HCT116细胞的增殖，诱导其凋亡，而CUL4A基因的过表达逆转了CENPK基因敲除的RKO和HCCT116细胞中的这种效应。.本课题以CRC中的CENPK基因做为实验对象，从分子、细胞、组织以及动物水平等进行了多方面的研究。发现CENPK的高表达对CRC细胞的增值、侵袭及凋亡有明显的正相关性，沉默CRC细胞中的CENPK基因，可以明显抑制细胞生长和裸鼠的成瘤性。并且对CENPK下游调控靶点CUL4A基因进行相关研究，初步证实在CRC中CENPK通过作用下游CUL4A基因发挥分子调控机制。这一研究结果具有较强的创新性。通过本课题的实施进一步揭示了CENPK基因及其下游基因CUL4A影响CRC细胞增殖和凋亡的分子机制，为今后抗肿瘤治疗提供新的方向及理论依据。